Гидрогеологические опасности и угрозы

Гидрогеологические опасности и угрозыГидрогеологические опасности и угрозы – это опасные изменения состояния подземной геосферы в результате нарушений режима подземных вод под действием естественных и техногенных факторов. Основной причиной возникновения гидрогеологических опасностей и угроз являются подъем уровня грунтовых вод или его значительные колебания и возникновение комплекса связанных с этим негативных процессов, в особенности на застроенных территориях.

Функцией уровня грунтовых вод являются все компоненты несущей способности фундамента. Характер и масштаб влияния грунтовых вод — функция условий залегания и физических свойств подстилающего фундамент грунта. При песчаном грунте более высокие уровни оказывают влияние на несущую способность в основном через изменение геостатического давления. Несущая способность глинистых грунтов определяется главным образом сцеплением, являющимся функцией влажности грунта. Гравитационная вода, заполняющая поры грунта, обладает выталкивающей силой. Эта сила учитывается в том случае, когда ее величина приближается к собственному весу сооружения, а также тогда, когда сооружение имеет большой внутренний объем воздушного пространства (бассейны, резервуары и пр.).

С грунтовыми водами и вмещающими их породами непосредственно взаимосвязаны фундаменты зданий и др. заглубленные элементы строительных конструкций, при проектировании которых гидрогеологическая опасность определяется с учетом выполнения следующих критериев:

  • устойчивость водовмещающих грунтов по отношению к оползанию, опрокидыванию и взвешиванию;
  • отсутствие разрушения грунта при приложении нагрузки от здания;
  • смещение фундамента не должно превышать величин, допустимых для данного сооружения.

Другим фактором гидрогеологических опасностей и угроз являются агрессивные свойства грунтовых вод по отношению к строительным материалам и определенным типам пород грунта. По характеру опасного воздействия выделяют следующие типы:

  • растворяющие вещества, представленные мягкими водами с общим содержанием солей 200 мг/л;
  • вещества, вызывающие двойное разложение (кислые воды, неорганические кислоты и их растворы, органические кислоты и их растворы, масла, жиры, щелочные основания и соли), которые выщелачивают, растворяют и преобразуют компоненты цемента;
  • вещества, образующие вздутия, которые проявляются в цементе в виде кристаллов, вызывающих давление, превышающее прочность цемента на растяжение.

Агрессивность вод усиливается при больших скоростях потока грунтовых вод и смене агрессивных жидкостей, при циклически повторяющемся осушении-увлажнении, при постоянном контакте агрессивных вод и бетона.

При отрицательных температурах воздуха замерзание вод в грунте зависит от типа грунта, поступления воды и температурных условий. В опасных по условиям промерзания грунтах можно наблюдать развитие линз льда. Разделение грунтов на категории по опасности промерзания выполняется в предположении, что деформация, равная 2 см, вызванная промерзанием, является допустимой. Близкое залегание грунтовых вод к земной поверхности в сочетании с пылеватоглинистыми грунтами приводит к процессам пучения грунтов и, соответственно, к деформациям фундаментов с образованием иногда шлировых льдов, разрушающих кладку. Следствием этих причин для зданий и сооружений являются:

  • увлажненность стен и других несущих конструкций за счет капиллярного поднятия влаги в кладках цоколей и нижних этажей;
  • сезонное отложение конденсата на стенах неотапливаемых сооружений, большая глубина промерзания грунтов и фундаментов, развитие микрофлоры и ассоциаций бактерий, способствующих выветриванию и разрушению камня и дерева в несущих конструкциях фундаментов и наземных частей сооружений;
  • увеличенная влажность и ухудшение микроклиматических условий, способствующие выплоду кровососущих насекомых.

Разрушительное действие воды, залегающей ниже фундамента, вызывает:

  • изменение консистенции грунтов с увеличением их сжимаемости;
  • уплотнение грунтов;
  • подземную эрозию и развитие пустот, вызванных суффозией;
  • усадку и набухание глинистых грунтов;
  • просадку макропористых и рыхлых грунтов.

Понижение уровня грунтовых вод само по себе может вызвать осадку сооружений, но более опасны высокие скорости течения грунтовых вод, которые могут возникнуть в процессе осушения.

Опасными являются гидравлическое разрушение (размыв) грунта при осушении путем открытого водоотлива и разрыхление грунта при осушении скважинами (особенно при неправильном подборе фильтров). Образование воронок депрессии при отборе из глубоких скважин, пробуренных для промышленного и питьевого водоснабжения, нередко сопровождается смещениями земной поверхности даже в тех случаях, когда водоносный горизонт залегает на глубине 100-200 м. Гидрогеологические опасности и угрозы вызывают увеличение балла сейсмичности подтопленной территории, что является важным фактором изменения гидрогеологической обстановки в условиях городских агломераций, промышленных центров и в целом в границах техногенно-нагруженных территорий. Методы инженерной защиты территорий, зданий и сооружений от опасных процессов, включая гидрогеологические, регламентируются строительными нормами и правилами.

Источник: Грунтовые воды и строительство. Ретхати Л. —М., 1990.

Просмотров 3865
Тема дня
Присоединяйтесь к нам
в сообществах
Самые свежие новости и обсуждения вопросов о службе